Die Rolle des Pattern Recognition Receptor ALCAM/CD166 bei der diabetischen Nephropathie

Fragestellung: Diese Arbeit untersucht die Rolle des proinflammatorischen Pattern Recognition Receptors ALCAM für die diabetische Nephropathie.

Methodik: Analyse von Serum und Nieren mittels ELISA, Immunhistochemie und Doppelimmunfluoreszenz. Korrelationsanalyse Diabetes-assoziierter Merkmale mit ALCAM-Serumspiegeln. In vitro-Arbeiten mit murinen Endothelzellen, Podozyten und Tubuluszellen, Stimulation mit Glukose und 800nM S100B, Analyse mit Western Blot, RT-PCR und EMSA. In vivo-Analyse des Streptozotocin-induzierten Diabetesmodells (C57BL u. ALCAM^-/- Mäuse, Histologie, Westernblot, PCR). Statistische Analyse mittels SPSS (ANOVA, t-test).

Ergebnisse: Bei menschlichen Typ 2 Diabetikern zeigt sich eine signifikante Hochregulation von ALCAM im Serum verglichen mit Kontrollpersonen (n = 36/108, 60 ng/ml vs. 127 ng/ml, p < 0,0001) sowie eine signifikante positive Korrelation der ALCAM-Serumspiegel mit dem HbA1c sowie dem Grad der Niereninsuffizienz (jeweils p < 0,001). In der Immunhistochemie von Nieren menschlicher Typ 2 Diabetiker zeigt sich eine signifikante Heraufregulation von ALCAM sowohl in den Glomeruli als auch in den Tubuli (n = 20/71, p < 0,002). Die Doppelimmunfluoreszenz zeigt, dass ALCAM in den Podozyten der Niere sowie in den Tubuluszellen exprimiert wird. Stimulation von murinen Podozyten und Tubuluszellen mit 20mM Glukose führt zu einer signifikanten zeitabhängigen Heraufregulation der ALCAM-Expression um das 2,5fache in Western blot und RT-PCR (tmax24h, p < 0,001). Eine funktionelle Relevanz der Befunde wurde im Streptozotocin-induzierten Diabetesmodell in C57BL Mäusen (Wildtyp und ALCAM^-/-) untersucht. In Nieren diabetischer WT-Tiere ist die ALCAM-Expression vergleichbar zum Menschen signifikant 4,5fach gesteigert (p < 0,01). Bei vergleichbarer Blutzuckerkontrolle zeigen ALCAM^-/- Mäuse nach 6 Monaten Diabetes eine signifikant niedrigere Albumin/Kreatinin-Ratio (n≥10, p < 0,01) und signifikant weniger tubuläre und glomeruläre Fibrose (n≥6, jeweils p < 0,0001) verglichen mit WT-Tieren. Wir identifizierten S100B als einen Liganden von ALCAM, dessen Bindung (800nM) in vitro zu einer zeitabhängigen NFκB-Aktivierung in Tubuluszellen und Podozyten führt (tmax 24h, p < 0,02). In Nieren diabetischer Mäuse ist S100B signifikant heraufreguliert (Western Blot und RT-PCR). Beim Menschen zeigen immunhistochemische Färbungen eine signifikant gesteigerte Expression von S100B in Glomeruli und Tubuli von Nieren diabetischer Patienten. Die Doppelimmun-fluoreszenzfärbung zeigt, dass S100B in den Podozyten menschlicher Glomeruli exprimiert wird.

Schlussfolgerungen: Der Rezeptor ALCAM ist bei Diabetes im Serum und in den Podozyten und Tubuli der Niere heraufreguliert. Der ALCAM-Ligand S100B ist ebenfalls in Podozyten und Tubuli heraufreguliert, und die Bindung von S100B an ALCAM führt zu einer NFκB-Aktivierung. Verlust von ALCAM schützt vor tubulärem und glomerulärem Schaden bei Diabetes mellitus.